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低温诱导植物染色体数目的变化

发布时间:2012-09-20

低温诱导植物染色体数目的变化

实验原理:

进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞,在有丝分裂后期,染色体的着丝点分裂,子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两级,最终被平均分配到两个子细胞中。用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是植物细胞染色体数目发生变化。

实验目的:

学习低温诱导植物染色体数目变化的方法;理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。

实验材料:

洋葱根尖、培养皿、冰箱、酒精、冰醋酸、蒸馏水、剪刀、镊子、改良苯酚品红(改良苯酚品红染液的配制:母液A: 取3 g 碱性品红, 溶解在100 mL 70%乙醇(可长期保存);母液B: 取母液A 10 mL, 加入90 mL 5%苯酚水溶液(2 周内使用);取B 45 mL,加入6 mL 冰醋酸和6 mL 37%甲醛,此为苯酚品红染色液;改良苯酚品红:取10 mL 苯酚品红染液,加入90 mL 45%冰醋酸和1.8 g 山梨醇即可)

实验步骤:

1 洋葱根尖的培养

1.1 实验过程中经常会遇到洋葱发根少的问题,主要原因在于洋葱收获后有一个自然休眠期。实验时采用将洋葱鳞茎预先低温处理一段时间的办法,可以打破洋葱的自然休眠期,很好地促进了洋葱的发根。

具体方法是发根前将洋葱鳞茎置于冰箱冷藏室(4℃左右)中放置47 d。从冰箱取出鳞茎后,剥去外层干鳞片,稍削去根基部的老根,洗净后置于盛满清水的烧杯或广口瓶上,水以浸没根基部为宜。25℃左右下约34 d 根基部即长出了大量12 cm 长的根,一般有20 根左右, 这样一个班学生正常准备4 个洋葱就足够实验。经过摸索,笔者还发现在洋葱鳞茎底部中央加挖一小洞,可以促进根的生长速度。

1.2 在实验课前34 d,将洋葱放在25℃的恒温培养箱培养,待长出l cm 左右的根时,将材料移入4℃冰箱中,继续诱导培养2436 h。这样,便可以在之后的镜检中明显看出细胞中染色体数目增加,并且有较多处于中期和后期的细胞分裂相。

2 取材、固定

有关取材的时间,因不同的季节、温度及光照时间等条件而有所不同,通常洋葱根尖在上午11时左右细胞分裂旺盛。低温诱导完成后剪取约0.5 cm 长的根尖,取材后可立即放入解离液解离,也可先用卡诺氏液(无水酒精∶冰醋酸=31,宜现配现用)固定5 min。若实验安排在其他时间, 可将剪取的根尖用卡诺氏液固定2 h 左右,然后经95%酒精10 min85%酒精10 min70%酒精处理,将上述处理过的根尖4℃保存于70%酒精中,一年内均可用于实验。

3 解离

解离的目的在于使细胞相互分开,适当延长解离时间有助于细胞分开(特别是在实验温度较低时要注意这一点), 考虑到一节课时间限制,解离时间以10 min 为宜,气温过低时适当再延长解离时间或提高解离温度。解离液置于斜放的小培养皿中,或置于小指管中可节省药液,期间轻摇几次。解离后的根尖分生区呈乳白色,约针孔大小。

4 漂洗

漂洗最好用蒸馏水,除了洗去解离液防止解离过度外,也可起到低渗作用,使细胞体积有一定的膨胀,便于以后染色体形态的观察。漂洗3 遍,每遍23 min

5 染色、压片

将处理好的根尖放在载玻片上,用刀片切取根尖乳白色分生区部分,用镊子尽量捣碎(带少量蒸馏水,起到低渗的作用,不可过多以免冲稀染色液),滴上1 滴改良苯酚品红染液,染色5 min 左右。要注意的是, 改良苯酚溶液配成后可立即使用,但着色能力较差,一般在配制2 周后染色能力显著增强。用镊子夹起充分润湿的盖玻片, 倾斜45°角左右, 使盖玻片基部接触载玻片中溶液并先推后拉使液体散开,最后缓缓地盖上,使气体从一侧排出。在盖玻片上面铺上吸水纸,用拇指垂直压片,稍用力。用力不可太轻,否则细胞分散不好。也可在压片后再用铅笔橡皮头围着根尖材料的四周垂直轻轻敲击(操作时要防止盖玻片与载玻片间发生滑动),使染色液振动促使材料呈雾状均匀分散。将制成的装片镜检即可观察到明显的染色体数量增加的现象,处于中期和后期的分裂相明显增多。

讨论:

1.     低温诱导植物细胞染色体数加倍的原理是什么?

2.     如果染色时不用改良苯酚品红染液,还可以用什么染色剂呢?

3.     如果不进行漂洗步骤实验结果会怎样?

 

编者:徐美玉